В то же время в академии работали известные русские математики, среди которых прежде всего следует назвать С. Е. Гурьева, Н. И. Фусса, Э. Д. Коллинса, В. И. Висковатова, М. В. Остроградского и В. Я. Буняковского.
Ученые академии успешно занимались статистикой и политической экономией, лингвистикой и нумизматикой, ботаникой, зоологией, анатомией.
Большой вклад в развитие ботаники был сделан академиком Т. А. Смеловским, составившим описание петербургской флоры.
Развитие русской филологии тесно связано с именем академика А. X. Востокова, опубликовавшего полную грамматику русского языка, возглавившего подготовку знаменитого «Описания русских и славянских рукописей Румянцевского музеума».
Члены и члены-корреспонденты Академии наук много ездили по стране, изучая ее географию, природные богатства, этнографию, историю. В начале века было организовано несколько экспедиций в Сибирь. Адъюнкт М. И. Адамс доставил в Петербург найденный им в устье Лены скелет и остатки шкуры мамонта, хорошо сохранившиеся в вечной мерзлоте. В 1809 году скелет этот был смонтирован и впервые демонстрировался в Зоологическом музее Академии наук. В 1829 году академия начала исследование природы Кавказа. Несколько ученых вели магнитные наблюдения, измеряли температуры источников, занимались барометрическим определением высот, собирали ботанические, зоологические и геологические коллекции. В 1836 году академия снарядила экспедицию для определения разности высот уровней Черного и Каспийского морей.
Ученые академии принимали участие в нескольких кругосветных путешествиях, снаряженных на средства правительства и Российско-американской компании, а также в научной экспедиции вокруг света под командой лейтенанта О. Коцебу, которую организовал на собственные деньги канцлер Н. П. Румянцев – известный деятель русского просвещения, щедрый меценат, истративший на осуществление всевозможных научных исследований около миллиона рублей.
Материалы, привезенные путешественниками, существенно пополнили академические собрания и музеи.
Замечательным богатством коллекций отличался Азиатский музей, открывшийся для публики в 1818 году. Музей располагал большим собранием книг и рукописей на маньчжурском, японском, монгольском и других восточных языках. Только в 1819 году у одного из французских консулов на Востоке было приобретено около пятисот арабских, персидских, турецких рукописей, собранных в Сирии, Персии и Месопотамии. Посетителям Азиатского музея показывали три тысячи маленьких китайских книжечек, написанных золотом и серебром и хранящихся в специальных сумочках, произведения китайской живописи, монгольских идолов, предметы восточного быта. В музее хранилось более двадцати тысяч восточных монет. Их описание, изданное академиком X. Д. Френом в 1826 году, стало заметным событием восточной нумизматики и филологии.
Большой коллекцией предметов быта и костюмов народов разных стран располагал Этнографический музей. При нем находился «Кабинет искусственных вещей», где были собраны всевозможные автоматы и механические игрушки.
Египетский музей хранил древнеегипетские статуи, барельефы, мумии, свитки папируса и другие «египетские редкости».
Академическое собрание сухих растений включало обширные гербарии среднерусской и сибирской флоры (в том числе привезенные участниками Великой сибирской экспедиции середины XVIII века академиками Гмелином, Палласом, Крашенинниковым и Стеллером), гербарии кавказской флоры, большую коллекцию американских растений.
Зоологический музей академии, также пополнявшийся уже на протяжении столетия, в 1830-х годах занимал четырнадцать залов.
Среди экспонатов петровской Кунсткамеры показывали «чучелы» жившего при Петре I великана Буржуа и «урода»-крестьянина Фомы, служившего в петровское время при Кунсткамере истопником.
Три комнаты занимал Кабинет Петра Великого, где хранилось свыше полутора тысяч различных «исторически достопамятных» предметов, имевших отношение к первому русскому императору. Здесь находилась знаменитая «восковая персона» – фигура с чертами Петра, одетая в его костюм, детская рубашка Петра, его токарные станки и множество вещей, искусно изготовленных им самим из дерева, меди и кости, а также железная полоса, выкованная царем на Олонецком заводе в 1724 году. Показывали здесь чучело Лизетты, любимой лошади Петра, конторку, служившую ему письменным столом, его башмаки и очки, баночку с восемью зубами, собственноручно выдранными им у больных, посмертную маску императора, ключи от завоеванных им крепостей и еще множество других реликвий.
Весьма обширной и ценной была библиотека академии, которая в 1830-х годах насчитывала около двухсот тысяч книг и рукописей на многих языках.
